Способы заземления

Домашний уют — это то, что окружает человека в период его жизни. Но случись какая-то неурядица, и хозяин дома уже не может наслаждаться прежним теплом и комфортабельностью. В этой статье мы поговорим об электрической безопасности, а точнее обсудим вопрос, что такое защитное заземление и как его применяют на практике в домашних условиях.

Общие основы и цели заземления

Защитным заземлением считается устройство, которое соединяется с эквивалентом грунта и состоит из нетоковедущих проводников, однако, есть вероятность попадания их под напряжение. В первую очередь задача подобного устройства состоит в том, чтобы снизить силу пробойного тока до минимальной величины.

Важно! Обустройство защитного заземления—это дополнительный шаг к безопасности в вашем доме.

Данный вариант заземляющего устройства выполняется не только для бытовых условий, но еще встречается в промышленности, общественных заведениях также предохраняет помещение от влияния атмосферного электричества. Эта разновидность заземлителя используется для трехфазной и трехпроводной электрической цепи. На данном этапе мы разобрались с понятием, что называется защитным заземлением, перейдем к следующим не менее важным моментам.

Защитное заземление: его назначение и устройство

В первую очередь, прямым назначением заземления считается ликвидация опасной ситуации в связи с пробоями электрического тока, которые могут нанести поражения человеку и бытовому оборудованию, и влекут за собой плачевные последствия. Также приспособление предупреждает выход напряжения на корпус электрического оборудования.

Присутствие заземления в доме характеризуется следующими весьма определенными преимуществами:

• данный вариант контура очень простой в монтаже и дальнейшей эксплуатации;
• контурная фигура в итоге получается компактной с маленькими габаритами, при этом отлично справляется с поставленными задачами;
• все использованные детали устойчивы к коррозии, следовательно, не может быть и речи о механическом повреждении целостности конструкции;
• соединение электродов выполняется крепежными деталями, в следствие чего обходятся без сварочных швов.

Важно! Ни в коем случае не пренебрегайте преимуществами, они играют первоочередную роль в установке контура защитного заземления.

Устройство защитного контура выполнено следующим образом: металлические части любого электрического оборудования соединяются специальными проводниками с грунтом, эти детали элементарно попадают под напряжение, когда нарушается изоляция проводки или происходит короткое замыкание.

транение напряжения и снижение его до нормальных величин, не наносящих вред, происходит в момент уменьшения потенциала приборов, которые заземлены. Иными словами, происходит выравнивание того же потенциала за счет подъема сопротивления основания прибора.

Молниезащита или особенности монтажа заземления

В отличие от искусственного электричества заземление при молниезащите имеет совершенно другие особенности. Однако, можно выделить и одно общее сходство среди всех систем заземления, и это—использованные материалы и детали.

Конструкция защитного заземления может состоять из разного вида металлических деталей, однако, к ним есть отдельное требование такое же важное, как и нормативы относительно правил установки. Например, очень важно, чтобы элементы заземления были использованы нужного размера, как указывается в нормах и ПУЭ, прутья должны иметь гладкую структуру с диаметром не менее 5 мм. Сам металл и основа сооружения должны быть устойчивыми к воздействиям окружающей среды, то есть лучше, если электродами будут стальные элементы ведь от этого зависит долговечность защитного заземления. Известно, что сталь практически не поддается коррозии и отлично проводит электрический ток к грунту. При установке контура, следует использовать метод кольцевого, фундаментального или глубинного монтажа.

Важно! Каждый из способов монтажа защитного заземления для молниезащиты имеет индивидуальные правила. Не применяйте одинаковую тактику установки ко всем нижеперечисленным вариантам.

• Кольцевой способ представляет собой крепление металла в виде замкнутого кольца, которое обустраивается вокруг всего здания, подвергающегося заземлению.
• Фундаментальный тип используется еще в начале строительства, поэтому планировку подобного заземления продумывают заранее. Важно чтобы в дальнейшем из постройки выступали элементы, предназначенные для крепления к ним токоотводящих металлических проводников.
• Глубинный метод не предусматривает строгих параметров при установке, однако приходиться руководствоваться типом почвы и ее структурой, отсюда и высчитывать оптимальную глубину залегания электродов. Доступность и простота монтажа—это большой плюс подобного способа.

В нашей статье мы подробно разобрали для каких целей применяется защитное заземление и что из себя представляет назначение защитного заземления, следовательно, в заключение нужно выделить, что без подобного устройства в современных условиях нельзя обойтись.

prokommunikacii.ru

Системы TN

Такие конструкции отличаются наличием глухо заземленной нейтрали и подсоединением к ней всех способных проводить электроэнергию элементов сети.

Подключение к нейтрали производят используя нулевые проводники.

Электрошкафы, щиты и корпуса приборов, подключают к проводнику PEN. Выполняется это для создания короткого замыкания, при пробивании проводки на корпус, в результате чего, защитные автоматы обесточивают сеть, идущую на вышедший из строя участок сети, таким образом, предупреждая поражение током людей, находящихся поблизости.

Система с нулевым и расчлененным рабочим проводником

Система TN-S для безопасности оборудована двумя, а не одним нулевым проводом, один из них служит как защитный провод, а второй используется в качестве нейтрального проводника, подключенного к глухо заземленной нейтрали. Эта конструкция сегодня является самой безопасной, способной эффективно защитить от удара электричеством.

Принцип работы этой конструкции состоит в том, что используют всего одну фазу для подачи рабочего напряжения и ноль.

Разводку производят проводом из трех жил, одна из которых служит как нуль и подключается к вводному проводу.

Система c проводом PEN и двумя нулями

Здесь характерно использование в определенном месте оборудования, соединенного с нулевым проводом, расщепляющимся на два проводника: PE и N, для последующего заземления оборудования.

Для бесперебойной работы, система TN-C-S после места раздвоения, оборудуется еще одним заземлителем.

Положительные свойства этой системы:

1. Простой переход на нее во время ремонта старых домов.
2. Простая конструкция защиты от молнии.
3. Возможность создания защиты проводки простыми автоматами от замыкания.

Минусы этой системы:

1. Риск перегорания нулевого провода вне здания, что грозит пробоем корпусов из металла электротоком.
2. Нужда в использовании оборудования для уравнивания потенциалов.
3. Сложность в создании действенной защиты внегородской черты.

Независимые заземлители

В конструкции системы TT есть два заземлителя:

1. Для источника электротока.
2. Для незащищенных металлических элементов системы.

Положительным свойством этой конструкции является повышенная работоспособность нулевого провода на промежутке от оборудования до места подачи напряжения и независимость PE провода.

Сложность может появиться только с использованием собственного заземлителя, так как непросто подобрать для него подходящий диаметр. Но такой минус компенсируется с помощью системы защитного отключения.

Система с изолированным нейтральным проводом

В большинстве случаев, в такой конструкции, нейтраль изолируют от земли, или создают необходимое зануление IT, используя устройство со значительным сопротивлением.

В домашних условиях, устройства такого типа не нашли применения, они практически не используются, но позволяют их применять для питания специальных устройств, для которых необходима безопасность и максимальная стабильность при работе, к примеру, в лабораториях и лечебных учреждениях.

Технологии заземляющих устройств

Есть несколько способов изготовления контура заземления.

Чаще всего, используют две из них:

1. Модульно-штыревое заземление.
2. Традиционное заземление.

Конструкция модульного заземления

Для ее устройства используют стержни, из покрытого медью качественного металла. Их вертикально забивают в грунт на глубину около 1 м, диаметр стержней 14 мм. По краям стержня нарезают по 30 мм резьбы и так же покрывают ее медью.

Металлические части конструкции соединяют вместе латунными муфтами. По горизонтали их соединяют стальными полосами с латунными зажимами или используют для этого комплект медного провода. Также, устраивают соединение контура заземления и щитка-распределителя. Для защиты элементов заземления от коррозии, в комплект входит защитная паста.

Традиционное заземление

Изготавливают такую систему из черного металла: полос, труб, уголка. На 3 м в грунт, с промежутком 5 м вбивают треугольником три металлических электрода. Далее, электроды соединяют в общий контур, используя металлическую полосу и электросварку.

Такое заземление имеет несколько отрицательных свойств (к примеру, трудоемкость создания контура и коррозия, разрушающая металл изделия), по этой причине, в наше время вместо нее стараются использовать более совершенный способ заземления.

Естественные заземляющие элементы

Чаще всего, их используют для заземления электрического оборудования. В качестве естественных заземлителей применяют металлические элементы различных ЖБ конструкций, к примеру, фундаменты подстанций и линий электропередач и фундаменты строений.

Дополнительно, для естественного заземления подключают части подземных коммуникаций, изготовленных из металла, к примеру, подходит броня кабелей и всевозможные трубопроводы, иногда допустимо подключать и наземные коммуникации, к примеру, подойдут для этой цели рельсовые пути.

Какие ЖБ изделия нельзя применять для заземления?

Не стоит подключать заземляющий провод к фундаментам, собранным из отдельных ЖБ элементов. Желательно связать прутья арматуры блоков, и только тогда допустимо подключать заземлитель. Иначе, лучше использовать искусственный заземлитель.

Для этого используют металлический проводник, вбитый вертикально или горизонтально в грунт. Иногда используют несколько таких проводников, связав их вместе. Важно, чтобы отдельные электроды контура, были вбиты на необходимую глубину.

По этой причине, лучше использовать вертикальный заземлитель.

Толщина искусственных заземлителей:

1. Металлический прут — сечение 10 мм;
2. Оцинкованный металлический прут — сечение 6 мм;
3. Металлический уголок — толщина 4 мм, полка 75 мм;
4. Металлическая полоса — 4 мм;
5. Брак или БУ трубы — 3,5 мм толщина стенки;
6. Общее сечение проводников забиваемых в землю — 160 мм.

Заземление нейтрального проводника

В нашей стране, сети 6-35 кВ эксплуатируются с не глухо заземленной нейтралью. Использование таких сетей хорошо тем, что у них низкое значение токов замыкания на грунт, но при ОЗЗ, изготовленных из металла, в таких сетях повышается напряжение на целых фазах относительно земли до уровня линейного, что плохо в этом случае.

Коэффициент замыкания на грунт — отношение разницы потенциалов между землей и фазой при замыкании остальных фаз на землю к разнице между землей и фазой в сети.

househill.ru

Заземляющее устройство

Заземляющее устройство – система, состоящая из заземляющего контура и проводников, обеспечивающих безопасное прохождение тока через землю. Исходя из Правил Устройства Электроустановок, естественными заземлителями могут быть:

1. Каркасы зданий (железобетонные или металлические), которые соединены с землей.
2. Защитная металлическая оплетка проложенных в земле кабелей (кроме алюминиевой)
3. Трубы скважин, водопроводов, проложенных в земле (кроме трубопроводов с горючими жидкостями, газами, смесями)
4. Опоры высоковольтных линий электропередач
5. Неэлектрифицированные железнодорожные пути (при условии сварного соединения рельсов)

Для искусственных заземлителей, по правилам, используют неокрашенные стальные прутки (с диаметром более 10 мм), уголок (с толщиной полки более 4 мм), листы (с толщиной более 4 мм и сечением в разрезе более 48 мм2). Для создания системы с искусственным заземлением возле сооружения вкапывают или вбивают в землю металлические пруты, уголок или листы с указанными выше толщиной и сечением, но длиной не менее 2,5 м. Затем их сваркой соединяют между собой с помощью прутковой или листовой стали. От поверхности земли данная конструкция должна находиться более 0,5 м. По требованиям, контур заземления здания должен иметь не менее двух соединений с заземлителем.
В зависимости от назначения, заземление оборудования делится на два типа: защитное и рабочее. Защитное заземление служит для безопасности персонала и предотвращает возможность поражения человека электрическим током вследствие случайного прикосновения к корпусу электроустановки. Защитному заземлению подлежат корпуса электроустановок и электрических машин, которые не закреплены на «глухозаземленных» опорах, электрошкафы, металлические ящики распределительных щитов, металлорукав и трубы с силовыми кабелями, металлические оплетки силовых кабелей.
Рабочее заземление используют в том случае, когда для производственной необходимости в случае повреждения изоляции и пробоя на корпус требуется продолжение работы оборудования в аварийном режиме. Таким образом, например, заземляют нейтрали трансформаторов и генераторов. Также, к рабочему заземлению относят подключение к общей сети заземления молниеотводов, которые защищают электроустановки от прямого попадания молний.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок обязательно подлежат заземлению электрические сети с номинальным напряжением свыше 42 В при переменном токе и свыше 110 В при постоянном.

Классификация систем заземления

Различают следующие системы заземления:

• Система ТN (которая в свою очередь разделяется на подвиды TN-C, TN-S, TN-C-S)
• Система TT
• Система IT

Буквы в названиях систем взяты из латиницы и расшифровываются так:
Т – (от terre) земля
N – (от neuter) нейтраль
C – (от combine) объединять
S – (от separate) разделять
I – (от isole) изолированный
По буквам в названиях систем заземления можно узнать, как устроен и заземлен источник питания, а также принцип заземления потребителя.

Система ТN

Это наиболее известная и востребованная система заземления. Основным ее отличием является наличие «глухозаземленной» нейтрали источника питания. Т.е. нулевой провод питающей подстанции напрямую соединен с землей.
TN-C – подвид системы заземления, которая характеризуется объединенным заземляющим и нейтральным нулевым проводником. Т.е. они идут одним проводом от питающего трансформатора до потребителя. Отсутствие отдельного РЕ (защитного нулевого) проводника в данной системе однозначно является недостатком. Система TN-C широко использовалась в советских зданиях и непригодна для современных новостроек, т.к. в ней отсутствует возможность выравнивания потенциалов в ванной комнате.
TN-S – система, в которой защитный проводник системы уравнивания потенциалов и рабочий нулевые проводники идут раздельными проводами от источника питания до электроустановки. Эта система только обретает широкое применение при подключении зданий к электроснабжению. Является наиболее безопасной. К недостаткам можно отнести ее дороговизну, т.к. требуется монтаж дополнительного проводника.
TN-C-S – система, в которой нулевой защитный проводник и нейтральный рабочий идут совмещенным проводом, а разделяются на входе в распределительный щит. По требованиям Правил Устройства Электроустановок для этой системы необходимо дополнительное заземление.

Система TT

Это система, в которой питающая подстанция и электроустановка потребителя имеют различные, независимые друг от друга заземлители. Областью применения системы ТТ являются мобильные объекты, имеющие электроустановки потребителей. К ним относят передвижные контейнеры, ларьки, вагончики и т.д. В большинстве случаев для потребителя в системе ТТ применяется модульно-штыревое заземление.

Система IT

Система, в которой источник питания разделен с землей через воздушное пространство или соединен через большое сопротивление, т.е. изолирован. Нейтраль в этой системе соединена с землей через сопротивление большой величины. Система IT используется в лабораториях и медицинских учреждениях, в которых функционирует высокоточное и чувствительное оборудование.

Требования к заземлению электродвигателя

Согласно требованиям и правилам установленный электродвигатель перед пуском должен быть заземлен. Исключением являются те случаи, в которых корпус электродвигателей установлен на металлическую опору, соединенную с землей через металлоконструкцию здания или через проводник заземлителя. В остальных случаях корпус электродвигателя должен быть соединен проводом  с контуром заземления здания, выполненного из полосы металла при помощи сварки.

Это является рабочим заземлением. В противном случае при нарушении изоляции между обмоткой двигателя или токопроводом и корпусом электродвигателя защитное устройство не сработает и не отключит питание. А двигатель продолжит работу.
Каждая электрическая машина должна иметь индивидуальное соединение с заземлителем. Последовательное соединение электродвигателей с контуром заземления запрещено, т.к. при нарушении одного из соединений с заземлителем, вся цепь будет изолирована от земли. Для установки защитного заземления, необходимо наличие дополнительного заземляющего проводника в силовом кабеле, один конец которого подключают к клеммной коробке электродвигателя, а другой к корпусу электрошкафа управления двигателем. Электрошкаф предварительно должен быть соединен с землей. В случае пробоя между токопроводом и этим заземляющим проводником образуется ток короткого замыкания, который разомкнет защитное или коммутирующее устройство (тепловое или токовое реле, защитный автомат).
Сечение заземляющего проводника, удовлетворяющее требованиям Правил Устройства Электроустановок приведено в таблице 1:

Таблица 1

Сечение фазных проводников, мм2	Наименьшее сечение защитных проводников, мм2
S≤16	S
16 < S≤35	16
S>35	S/2

Сечение фазных проводников рассчитывается по токовой нагрузке потребителя.

Требования к заземлению сварочных аппаратов

Как и для любого технологического оборудования, потребляющего электрический ток, для сварочных аппаратов существуют правила подключения заземления. Помимо необходимости заземления корпуса сварочной электроустановки с контуром заземления здания, заземляют один вывод вторичной обмотки аппарата, а ко второму, соответственно подключается электрододержатель. При этом вывод вторичной обмотки, требующей заземления, должен быть обозначен графически и иметь стационарное выведенное крепление, для удобного соединения с заземлителем. Переходное сопротивление контура заземления не должно превышать 10 Ом. В случае необходимости увеличения электрической проводимости контура заземления, увеличивают контактную площадь соединения.

Последовательное соединение сварочных аппаратов с заземлителем также запрещено. У каждого аппарата должно быть отдельное соединение с заземленной магистралью здания.
Заземление электроустановок потребителей – это не формальность, а необходимая техническая мера безопасности, которая позволит не только стабилизировать работу оборудования, но и спасти жизнь персоналу, обслуживающему и контактирующему с ним.

electry.ru

Многие части электроустановок, не находящиеся под напряжением (станины электрических машин и кожухи трансформаторов; осветительная арматура; приводы и кожухи электрических аппаратов; вторичные обмотки измерительных трансформаторов; каркасы распределительных шкафов и щитов управления; металлические конструкции подстанций; металлические оболочки кабелей и кабельные муфты; стальные трубы электропроводок и т. п.) могут во время аварии оказаться под напряжением, что вызывает опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала при прикосновении к ним. Обеспечить безопасность прикосновения к таким частям призвано защитное заземление.

Заземление снижает потенциал по отношению к земле металлических частей электроустановки, оказавшихся под напряжением при аварии, до безопасной величины.

Защитные действия заземления состоят в уменьшении тока, возникающего в теле человека при соприкосновении с корпусом машины (смотрите рисунок ниже положение – б), оказавшимся под напряжением. Человек включается в электрическую цепь параллельно заземлению; чем больше сопротивление человека по сравнению с сопротивлением заземления, тем меньше так в теле человека.

Величина сопротивления заземляющих устройств для всех электроустановок строительства при различных напряжениях должна приниматься в соответствии с нормами ПУЭ (см. гл. 1-7). При этом, учитывая высокую ответственность защитного заземления, облегчение расчетных условий при временных электроустановках строительства не должно допускаться.

---

Устройство заземления в трехфазной установке

а — с глухозаземленной нейтралью; б — с изолированной нейтралью.

---

Защитное заземление выполняется различно в зависимости от системы электроснабжающей сети и напряжения электроустановки.

На строительных площадках и на предприятиях строительной индустрии низковольтные сети сооружаются, как правило, по четырехпроводной системе напряжением 380/320 В.

Трехфазные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью источников питания в условиях строительства сооружаются лишь в отдельных случаях: в подземных выработках, в карьерах, на торфоразработках.

В электроустановках напряжением до 1000 В с глухо заземленной нейтралью трансформаторов (или генераторов) защитное заземление выполняется присоединением заземляемых частей установки к заземленному нейтральному проводу электросети. В этом случае при повреждении изоляции и переходе напряжения на металлические части установки создается короткое замыкание одной фазы трансформатора (или генератора) через нейтраль (смотрите рисунок выше положение – а). В результате повреждения часть электроустановки немедленно автоматически отключается (перегорает плавкая вставка предохранителя или отключается автомат).

«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков

www.ktovdome.ru

3.5. Заземляющие устройства и меры электробезопасности

Основные определения.Различают два вида опасности поражения челове­ка электрическим током: 1)прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением; 2)прикосновение человека к конструктивным частям, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции токоведущих частей электроустановки, т.е. при замыкании на землю или при замыкании на корпус.

Основными защитными мерами против поражения человека электрическим током, т. е. мерами электробезопасности, в первом случае является знание и строгое соблюдение правил техники безопасности при монтаже и эксплуатации электроустановок, а также при пользовании электроприборами и электроинструментом. При электромонтажных работах случаи поражения человека электрическим током при прикосновении к частям, находящимся под напряже­нием, чаще всего имеют место в электроустановках 220-380В(около 80% всех случаев), а также в электроустановках 6и 10кВ(около 20%)[2].

Мерами электробезопасности при повреждении изоляции являются: заземление, зануление, защитное отключение, установка разделяющих трансформаторов, использование малого напряжения, применение двойной изоляции, выравнивание потенциалов.

По требованиям, предъявляемым к электробезопасности, электроустановки подразделяются на:

 электроустановки напряжением выше 1кВв сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю);

 электроустановки напряжением выше 1кВв сетях с изолированный нейтралью (с малыми токами замыкания на землю);

 электроустановки напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью;

 электроустановки напряжением до 1кВ с изолированной нейтралью.

Прежде чем перейти к рассмотрению заземляющих устройств и мер электробезопасности, необходимо привести основные определения и дать некоторые пояснения к ним.

Изолированной нейтральюназывается нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

Замыканием на землюназывается случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с конструктивными частями, не изолированными от земли, или непосредственно с землей.

Замыканием на корпусназывается случайное соединение находящихся под напряжением частей электроустановки с их конструктивными частями, нормально не находящимися под напряжением.

Заземляющим устройствомназывается совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителемназывается проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в соприкосновении с землей.

Заземляющим проводникомназывается проводник, соединяющий заземляемые части с заземлителем.

Заземлениемкакой-либо части электроустановки или другой установки называется преднамеренное гальваническое соединение этой части с заземляющим устройством.

Искусственным заземлителемназывается заземлитель, специально выполненный для целей заземления.

Естественным заземлителемназываются находящиеся в соприкосновении с землей электропроводящие части коммуникаций, зданий и сооружений производственного или иного назначения, используемые для целей заземления.

Напряжением на заземляющем устройстве называется напряжение, возникающее при стекании тока в землю между точкой ввода тока в заземляющее устройство и зоной нулевого потенциала (на рис. 3.6 обозначено U_з).

Напряжением относительно земли при замыкании ни корпусназывается напряжение между этим корпусом и зоной нулевого потенциала (на рис. 3.6 равноU_з).

Зоной растеканияназывается область земли, в пределах которой возникает заметный градиент потенциала при стекании тока с заземлителя (на рис. 3.6 эта зона имеет диаметр 30-40м).

Зоной нулевого потенциаланазывается зона земли за пределами зоны растекания (на рис. 3.6эта зона находится на расстоянии 15-20мот заземлителя).

Напряжением прикосновенияназывается напряжение между двумя точками цепи тока замыкания на землю (на корпус) при одновременном прикосновении с ним человека (на рис.3.6 обозначеноU_прик).

Напряжением шаганазывается напряжение между двумя точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю, при одновременном касании их ногами человека (на рис 3.6 оно обозначеноU_шаг).

Н

Рис. 3.6. Кривая распределения градиента электрического потенциала в зависимости от расстояния до одиночного заземлителя при замыкании на землю (на заземленный корпус).

U_з – напряжение на заземляющем устройстве, равное электрическому потенциалу на одиночном заземлителе, U_шаг – шаговое напряжение, равное разности электрических потенциалов V₁–V₂; U_прик – напряжение прикосновения, равное разности электрических потенциалов U₃– V_3.

а рис. 3.6 для наглядности показано распределение градиента электрического потенциала вокруг одиночного заземлителя (электрода) при растекании тока замыкания на землю. Для уменьшения напряжения прикосновения и напряжения шага принимают меры для выравнивания потенциалов. Это достигается погружением в землю необходимого по расчету числа электродов заземления (заземлителей), располагаемых на расстоянии 3-5модин от другого и соединяемых между собой горизонтальными выравнивающими заземлителями, прокладываемыми на глубине 0,5-0,7мот поверхности земли.

В электроустановках промышленных предприятий в настоящее время вместо устройства искусственных заземлителей ограничиваются использованием естественных заземлителей железобетонных фундаментов промышленных зданий и сооружений.

Током замыкания на землюназывается ток, стекающий в землю через место замыкания (на рис. 3.6 обозначенI_з).

Сопротивлением заземляющего устройстваназывается отношение напряжения на заземляющем устройствеU_з ктоку, стекающему с заземлителя в землю,I_з.

Защитным отключениемв электроустановках напряжением до 1кВназывается автоматическое отключение всех фаз (полюсов) участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже определенного значения.

Двойной изоляциейЭП называется совокупность рабочей и защитной (дополнительной) изоляции, при которой доступные прикосновению части ЭП не приобретают опасного напряжения при повреждении только рабочей или только защитной (дополнительной) изоляции.

Малым напряжениемназывается номинальное напряжение не более 42В между фазами и по отношению к земле, применяемое в электрических установках для обеспечения электробезопасности.

Разделяющим трансформаторомназывается трансформатор, предназначенный для гальванического отделения сети, питающей ЭП, от первичной электрической сети, а также от сети заземления или зануления.

З

Рис. 3.7. Защитное заземление:

а – в сети с глухозаземленной нейтралью; б – в сети с изолированной нейтралью;

R_з – сопротивление заземляющего устройства; R_ч – сопротивление человека; R_и – сопротивление изоляции проводов; А – заземляющий контакт на корпусе светильника; EL – электрическая лампа.

анулениемв электроустановках напряжением до 1кВназывается преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью трансформатора или генератора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока. На рис. 3.7, о показаны зануление корпуса светильника и путь основного тока замыкания на корпус светильника.

Нулевым защитным проводникомв электроустановках напряжением до 1кВназывается проводник, соединяющий зануляемые части с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока. На рис. 3.7,анулевой защитный проводник показан пунктиром между заземляющим контактомАна светильнике и магистралью зануления, обозначенной цифрой «0». Магистраль зануления «0» одновременно выполняет функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.

Согласно правилам техники безопасности (ПТБ) заземление или зануление должно применяться во всех электроустановках напряжением 380 В и выше переменного тока и 440Ви выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при переменном токе напряжением выше 42Ви до 380Ви при постоянном токе выше 110В и до 440В.

Заземление и зануление не требуется при напряжении до 42 Впеременного тока и до 110Впостоянного тока во всех случаях, кроме специально оговоренных в ПТБ. В качестве заземляющих в первую очередь должны использоваться естественные заземляющие устройства. Необходимость сооружения искусственных заземлителей, выравнивающих полос и контуров заземления внутри зданий в каждом отдельном случае должна быть обоснована в проекте.

Промышленные электроустановки, а также электроустановки жилых, общественных и других зданий гражданского назначения напряжением до 1 кВвыполняются с глухозаземленной нейтралью. Как видно из риз. 3.7,а,в таких электроустановках замыкание на корпус при повреждении изоляции является коротким замыканием фазы (цепь тока короткого замыкания показана стрелками). При этом должно произойти перегорание предохранителя в фазе с поврежденной изоляцией, отключение ЭП (в данном случае светильника) от источника тока и, следовательно, снятие напряжения с его корпуса.

Для обеспечения быстрого автоматического отключения участка сети, на котором в результате нарушения изоляции произошло однофазное короткое замыкание, фазные и нулевые защитные проводники должны быть рассчитаны так, чтобы значение однофазного тока замыкания на землю было:

 не меньше трехкратного номинального тока плавкой вставки ближайших к месту повреждения изоляции плавких предохранителей;

 трехкратного номинального тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую характеристику;

 1,4-кратного тока уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) автоматического выключателя с номинальным током до 100 А;

 1,25-кратного тока уставки автоматического выключателя с номинальным током более 100/4.

Если при нарушениях изоляции безопасность не может быть обеспечена системой заземления или зануления, ПТБ рекомендуют применять в качестве основной или дополнительной меры защиты защитное отключение.

В электроустановках напряжением до 1 кВна торфяных разработках, в шахтах, на передвижных и других электроустановках с повышенными требованиями к безопасности применяют электрические сети с изолированной нейтралью (рис. 3.7,б).В таких электроустановках в качестве защитной меры должно применяться заземление всех нетоковедущих элементов, которые могут оказаться под напряжением при повреждениях изоляции, или защитное отключение. Кроме того, такая трехфазная сеть с изолированной нейтралью или однофазная сеть с изолированным выводом, связанная с. сетью напряжением выше 1кВчерез трансформатор, должна иметь защиту от опасности проникания в нее напряжения выше 1кВпри повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений питающего трансформатора. Эта защита осуществляется пробивным предохранителем, включаемым между нейтралью и заземлением или фазой и заземлением на стороне низшего напряжения у каждого понижающего трансформатора.

В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью в качестве меры безопасности должно быть выполнено заземление (см. рис. 3.6) и приняты меры выравнивания потенциалов, применены устройства контроля состояния изоляции, обеспечивающие возможность быстрого отыскания замыканий на землю (защита от замыканий на землю с действием на сигнал). В установках с повышенными требованиями к безопасности (передвижные электроустановки, установки на торфяных разработках, в шахтах) должна применяться защита от замыканий на землю с действием на отключение выключателя элементов сети с поврежденной изоляцией.

Если в электроустановках напряжением до 1 кВв качестве защитной меры применяются разделяющие трансформаторы с вторичным напряжением не более 380Вили трансформаторы, понижающие напряжение до безопасного (не более 42В),то заземление вторичной обмотки разделяющего трансформатора не допускается; корпус трансформатора должен быть заземлен или занулен; от одного разделяющего трансформатора должен питаться только один ЭП с номинальным током плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя на первичной стороне не более 15А.

В качестве разделяющих трансформаторов могут быть использованы понижающие трансформаторы со вторичным напряжением 42 Ви ниже повышенной надежности при условии, что от каждого трансформатора питается не более одного ЭП с номинальным током плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя на первичной стороне не более 15А. У понижающих трансформаторов, не являющихся разделяющими, должен быть заземлен или занулен корпус, а также один из фазных выводов или нейтраль (средняя точка) вторичной обмотки.

Если по каким-либо причинам невозможно выполнить заземление, зануление или применить защитное отключение, допускается осуществлять обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок при условия исключения возможности одновременного прикосновения к электрическим и другим частям оборудования или к частям здания, а прикосновение к незаземленным (незануленным) частям, представляющее опасность, возможно только с изолирующих площадок.

В электроустановках до 1 кВс изолированной нейтралью (рис. 3.7,б) и во всех установках выше 1кВзаземление и выравнивание потенциалов должно обеспечивать безопасное значение напряжения прикосновенияU_прики напряжения шагаU_шаг и снижение тока, проходящего через тело человека, до безопасного значения. Для этого сопротивление заземленияR_з , включенного в цепь тока замыкания на землю параллельно телу человека (рис. 3.7,б), должно быть мало по сравнению с сопротивлением тела человекаR_ч.

Выбор заземляющих устройств.Заземляющие устройства электроустано­вок выполняются или по условиям соблюдения нормированных значений к их сопротивлениюR_з, либо к напряжению прикосновенияU_прик. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1кВс эффективно заземленной нейтралью рекомендуется выполнять по расчетным условиям допустимого напряжения прикосновения, а всех прочих электроустановокпо условиям допустимых сопротивлений заземляющего устройства. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1кВсети с эффективно заземленной нейтралью, выполненные по условиям соблюдения требований к его сопротивлению, должны иметь в любое время года сопротивлениеR_з,0,5Ом,включая сопротивление естественных заземлителей.

При расчете указанного заземляющего устройства по условиям допустимого напряжения прикосновения сопротивление его определяется по допустимому напряжению на заземляющем устройстве U_з, и току замыкания на землю. При этом в любое время года при стекании с заземляющего устройства тока замыкания на землю значение напряжения прикосновения (напряжения на теле человекаU_тне должно превышать следующих допустимых значений в зависимости от длительности воздействия (ГОСТ 12.1.038-82):

U_прик=U_т,В……. 500 400 200 130 100 65

t,с……………………0,1 0,2 0,5 0,7 1,0 3,0

Расчетная длительность воздействия определяется как сумма времени срабатывания защиты и времени отключения выключателя. При этом за время срабатывания защиты принимается:

 для рабочих мест, на которых при производстве оперативных переключений возможны короткие замыкания с переходом на конструкции (например, для мест управления разъединителями с ручным приводом), время действия резервной защиты;

 для всей остальной территории данной электроустановки время действия основной зашиты.

Для электроустановок напряжением выше 1 кВс эффективно заземленной нейтралью помимо указанных должны соблюдаться следующие общие требования:

 напряжение на заземляющем устройстве U_з,при стекании с него тока замыкания на землюI_з(см. рис. 3.6) не должно превышать 10кВ.Если в таких электроустановках исключена возможность выноса потенциала за пределы зданий и внешних ограждении, тоU_здопускается выше 10кВ;

 при напряжениях U_зот 5 до 10кВдолжны осуществляться меры по защите изоляции отходящих кабелей связи и телемеханики и по предотвращению выноса опасных потенциалов за пределы электроустановки.

В сетях электроустановок напряжением выше 1 кВ сизолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства,Ом,должно быть:

 если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ,то R_з125/I_з, при этом должны выполняться также требования, предъявляемые к заземлению (занулению) электроустановок напряжением до 1кВ;

 если заземляющее устройство используется только для установок напряжением выше 1 кВ,тоR_з250/I_з , но не более 10Ом.

В сетях электроустановок напряжением до 1 кВс глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства не должно превышать:

 в сетях трехфазного тока напряжением 660 Ви однофазного тока напряжением 380ВR_з2Ом;

 в сетях трехфазного тока напряжением 380 Ви однофазного тока напряжением 220ВR_з4Ом;

 в сетях трехфазного тока напряжением 220 Ви однофазного тока напряжением 127ВR_з8Ом.

Указанные величины R_здолжны быть обеспечены с учетом использования естественных заземлителей (в том числе и повторных заземлителей нулевого провода).

В электроустановках напряжением до 1 кВс глухозаземленной нейтралью правилами устройства электроустановок допускается при удельном сопротивлении земли> 100Ом•мувеличение расчетного значения сопротивления заземляющего устройства в 0,01раз против приведенных выше нормированных значений. При этом максимально допустимое сопротивление заземляющего устройства не должно превышать нормированное значение более чем в 10 раз.

В электроустановках напряжением выше 1 кВ, атакже до 1кВ сизолированной нейтралью при> 500Ом•мдопускается повышать значение сопротивления заземляющих устройств в 0,002раз, но также не более чем в 10 раз.

В сетях напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства электроустановки не должно превышать 4 Ом.

Для электроустановок малой мощности при мощности генератора или трансформатора 100 кВАи менее сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10Ом.Если при этом параллельно работает несколько генераторов или трансформаторов, их суммарная мощность не должна превышать 100 кВА.

Для обеспечения выравнивания потенциалов строительные конструкции, стационарно проложенные трубопроводы, металлические конструкции технологического оборудования должны быть присоединены к арматуре железобетонных колонн или фундаментов зданий. Если замерами или расчетами установлено, что естественные заземлители не обеспечивают нормированные значения сопротивления растеканию или напряжения прикосновения, то применяют совместное использование естественных и искусственных заземлителей. При этом контур искусственных заземлителей должен быть соединен с арматурой железобетонных фундаментов не менее чем в двух местах. При этом соединение должно выполняться выше уровня планировки прилегающей территории.

studfiles.net